【正文】 ，上升，縮回B點(diǎn)，序號(hào)動(dòng)作（機(jī)械手甲）時(shí)間(s)1在A點(diǎn)上方下降2抓取目標(biāo)O．23在A點(diǎn)上升4轉(zhuǎn)動(dòng)到C點(diǎn)上方5下降到C點(diǎn)，6放下目標(biāo)（啟動(dòng)CCD）7上升到C點(diǎn)上方8轉(zhuǎn)回到A點(diǎn)上方序號(hào)動(dòng)作（機(jī)械手乙）時(shí)間（s）1CCD檢測(cè)結(jié)束，發(fā)出啟動(dòng)機(jī)械手乙指令共需2S2由B上方轉(zhuǎn)動(dòng)到C點(diǎn)上方3在C點(diǎn)上方下降4抓取目標(biāo)5在C點(diǎn)上升6轉(zhuǎn)動(dòng)到D點(diǎn)上方7下降到D點(diǎn)，8放下目標(biāo)9上升到D點(diǎn)上方10縮回到B點(diǎn)上方從上面可以看出，機(jī)械手甲動(dòng)作，到檢測(cè)完畢機(jī)械手乙動(dòng)作并在C點(diǎn)將目標(biāo)抓取到手后機(jī)械手甲開(kāi)始下一個(gè)動(dòng)作，完成了一個(gè)循環(huán)。總的循環(huán)周期：T= +2+=取T=4s，這就是各個(gè)機(jī)器的循環(huán)周期，也是整個(gè)系統(tǒng)工作的周期。我們?cè)O(shè)計(jì)的是手指式手部。因此，必須對(duì)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)進(jìn)行足夠的分析，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，以滿(mǎn)足要求。 3 手指應(yīng)有一定的開(kāi)閉范圍，其大小不僅與工件尺寸有關(guān)，而且必須注意手部接近工件的運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)及方位的影響。經(jīng)過(guò)計(jì)算，機(jī)械手的加緊力為：N=2kgf 臂部的設(shè)計(jì) 臂部是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件，其作用是支撐手部和腕部，主要用來(lái)改變工件的位置，手部在空間的活動(dòng)范圍主要取決于臂部的運(yùn)動(dòng)形式。 臂部設(shè)計(jì)中，我們用了四根導(dǎo)向柱，用來(lái)提到他的導(dǎo)向定位精度。 機(jī)身的設(shè)計(jì)機(jī)身是支撐臂部的部件。設(shè)計(jì)的依據(jù)有：（1） 主機(jī)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作循環(huán)和主要技術(shù)要求，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、動(dòng)作精度、動(dòng)作連鎖、自動(dòng)化程度和效率等。包括：選定系統(tǒng)的工作壓力，擬定系統(tǒng)的主要回路和綜合考慮其他問(wèn)題。對(duì)升降運(yùn)動(dòng)的油缸計(jì)算如下： 液壓缸工作壓力確定由表可以查的P1=16MPa. 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定單活塞桿液壓缸可簡(jiǎn)化為：，P1—液壓缸工作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力Pp=16Mp。液壓缸壁厚和外徑的確定 液壓缸壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。D—液壓缸內(nèi)徑（m）。 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱(chēng)為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。7 驗(yàn)算活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性： 由于活塞桿只受軸向載荷，因而采用如下公式進(jìn)行驗(yàn)算：≤[]，其中 F——液壓缸輸出力，[]——活塞桿的許用壓力（Mpa），當(dāng)活塞桿為碳鋼時(shí)，[]=100120（Mpa），取[]=110（Mpa）。本機(jī)械手，我們較好的解決了偏距問(wèn)題，應(yīng)該沒(méi)有偏心載荷的作用，可以采用等截面的方法來(lái)進(jìn)行校核：當(dāng)L/k≥m*時(shí)，臨界載荷為：P=*n*E*J/L*L式中n為末端條件系數(shù)。E為活塞桿的彈性模量，取E=*10Mpa代如以上數(shù)值，可以得到：L/k=596/63/4=≥70*此式成立，故臨界載荷為：P=****10*63**596=*10（N）而本次設(shè)計(jì)的液壓缸最大工作載荷為17263N，可見(jiàn)，液壓缸滿(mǎn)足穩(wěn)定性的要求。我們選取45BF003Ⅱ步進(jìn)電機(jī)。對(duì)應(yīng)節(jié)距為 H ： s 40 3) 確定帶直徑和節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)1 由表669。具體選擇時(shí)可以參考以下幾個(gè)方面：1 軸承的載荷軸承所承受載荷的大小、方向、和性質(zhì)是選擇軸承類(lèi)型的主要依據(jù)。只承受單向軸向載荷的軸承可以作單向限位支撐。當(dāng)軸承座保護(hù)是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承。聯(lián)軸器的類(lèi)型很多，通常根據(jù)相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力劃分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類(lèi)。有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，可以依靠彈性元件的變形與蓄能性來(lái)緩沖、減振、改善傳動(dòng)系統(tǒng)的工作性能。2) 載荷計(jì)算：公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩：T=9550*P/n=9550**m式中：P為電動(dòng)機(jī)的功率； n為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 P=Fv,v=2rn,所以, M=F1xl===28360Nmm軸的校核計(jì)算如圖截面，載荷大,有軸肩，存在應(yīng)力集中，比較危險(xiǎn)，應(yīng)對(duì)此截面進(jìn)行校核計(jì)算。 滾動(dòng)軸承的壽命校核① 當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算對(duì)于角接觸球軸承，當(dāng)量動(dòng)載荷P為：P=查得= ，所以② 壽命校核壽命校核公式為： ——軸承的壽命（單位為h）?！?3 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 鍵的強(qiáng)度校核（1）、選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。（2）、鍵的強(qiáng)度校核鍵的強(qiáng)度校核公式為：T——傳遞的轉(zhuǎn)矩 T= K——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。查得許用擠壓應(yīng)力~120Mpa，取其平均值Mpa≤ Mpa所以，鍵可以正常工作。這一仗我們的任務(wù)就是在充分了解其工作程序后，選擇合適的電路，合適的上微機(jī)，完成系統(tǒng)工作的電器圖。．3 模擬信號(hào)的檢測(cè)檢測(cè)系統(tǒng)的功能是利用傳感器從被測(cè)對(duì)象中提取所需要的信號(hào)，并把該信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，在經(jīng)過(guò)中間變換電路將信號(hào)放大，轉(zhuǎn)換，傳輸?shù)?，以便進(jìn)行下一步的處理。電感傳感器和其他類(lèi)型傳感器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，測(cè)量力?。ㄣ曡F重為（），磁吸力為（110） 。在一定位移范圍（最小幾十微米，最大達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百毫米）內(nèi)，輸出特性的線(xiàn)形度較好，且比較穩(wěn)定。 傳感器由線(xiàn)圈、鐵心和銜鐵組成。對(duì)于變間隙式電感傳感器，如果忽略磁路鐵損，則磁路總磁阻為 ()式中，l1為鐵心磁路長(zhǎng)；l2為銜鐵磁路長(zhǎng)；A為截面積；181。因此有： （63）一般情況下，導(dǎo)磁體的磁阻與空氣隙磁阻相比是很小的，因此線(xiàn)圈的電感值可近似地表示為： （64）由上式可以看出傳感器的靈敏度隨氣隙的增大而減小。特性曲線(xiàn)參見(jiàn)圖63。 圖66 螺管型電感傳感器設(shè)線(xiàn)圈長(zhǎng)度為l、線(xiàn)圈的平均半徑為r、線(xiàn)圈的匝數(shù)為N、銜鐵進(jìn)入線(xiàn)圈的長(zhǎng)度la、銜鐵的半徑為ra、鐵心的有效磁導(dǎo)率為181。 圖67 差動(dòng)式電感傳感器a) 變間隙型 b) 變面積型 c) 螺管型二、自感式電感傳感器的測(cè)量電路 交流電橋是電感式傳感器的主要測(cè)量電路，它的作用是將線(xiàn)圈電感的變化轉(zhuǎn)換成電橋電路的電壓或電流輸出。8是交流電橋的幾種常用形式。L1=L2+L。差動(dòng)電感式傳感器的兩個(gè)線(xiàn)圈作為交流電橋相鄰的兩個(gè)工作臂，指示儀表是中心為零刻度的直流電壓表或數(shù)字電壓表。如果輸入交流電壓為正半周，則A點(diǎn)電位為正，B點(diǎn)電位為負(fù)，二極管VV4導(dǎo)通，VV3截止。可見(jiàn)采用帶相敏整流的交流電橋，輸出信號(hào)既能反映位移大小又能反映位移的方向。 基本的軟件調(diào)試工作過(guò)程如下：1 當(dāng)目標(biāo)到達(dá)一定的位置時(shí)，需要對(duì)其提前進(jìn)行檢測(cè)，判斷時(shí)候到位；經(jīng)過(guò)延時(shí)候，啟動(dòng)機(jī)械手；2 機(jī)械手甲接到啟動(dòng)指令后，開(kāi)始按照預(yù)定的軌跡工作，此時(shí)需要對(duì)機(jī)械手的運(yùn)定情況進(jìn)行及時(shí)的感知，來(lái)改正調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡；3 機(jī)械手甲將目標(biāo)放到檢測(cè)點(diǎn)后，需要給計(jì)算機(jī)發(fā)出目標(biāo)到位的信息，啟動(dòng)機(jī)械手開(kāi)始檢測(cè)，4 經(jīng)過(guò)檢測(cè)，若是合格品，啟動(dòng)機(jī)械手乙將其放回到輸送線(xiàn)上，若目標(biāo)為廢品，則將其放到廢品箱，5 同時(shí)需要對(duì)機(jī)械手乙的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行感知；由工作過(guò)程，我們知道了工作過(guò)程中需要用到的傳感器，有視覺(jué)傳感器，力傳感器，角度傳感器，位移傳感器； 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)自從誕生以來(lái)，發(fā)展就極為迅速，此次我們選用的是MCS51系列的單片機(jī)。它是一種8Kx8位的紫外線(xiàn)擦除電可編程只讀存儲(chǔ)器。 機(jī)械手流程圖初始化檢測(cè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)是否為零是否啟動(dòng)啟動(dòng)機(jī)械手甲甲接近目標(biāo)A甲到達(dá)A 了嗎？手抓住目標(biāo)，將目標(biāo)放到 檢測(cè)點(diǎn)處啟動(dòng)CCD攝像機(jī)甲歸位目標(biāo)到位？同理也可以得到機(jī)械手乙的運(yùn)動(dòng)流程圖。1 THREE JB ACC。1 THREE ； JB ACC。硬件中的輸送線(xiàn)，機(jī)械手，等都是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，而對(duì)控制軟件的設(shè)計(jì)，電路板的連接又是整個(gè)系統(tǒng)的指揮中樞。致 謝光陰似箭，半年多的設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，在導(dǎo)師王龍山教授的悉心指導(dǎo)，嚴(yán)格要求下，本次設(shè)計(jì)得以圓滿(mǎn)的完成。沒(méi)有導(dǎo)師的嚴(yán)格要求，悉心指導(dǎo)，沒(méi)有許多同學(xué)的幫助，沒(méi)有我辛苦的努力，本設(shè)計(jì)不能順利的完成，讓我再說(shuō)一聲，感謝所有幫助我的人！最后，感謝各位專(zhuān)家在百忙之中抽出時(shí)間來(lái)評(píng)審我的論文！參考資料1 計(jì)算機(jī)圖像處理及應(yīng)用 東南大學(xué)出版社 夏德深 傅德勝 編 2004 年出版；2 數(shù)字圖像處理技術(shù)與圖形學(xué)基本教程 科學(xué)技術(shù)出版社 閆敬文編3 輔助圖像處理 北航大學(xué)出版社；4 機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社 龔振邦 汪琴科 等著；5 機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用 電子工業(yè)出版社 張福學(xué)著 200年出版6 實(shí)用電子機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社7 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 機(jī)械工業(yè)出版社；8 機(jī)械工程手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社；9 機(jī)器人與控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社；10 機(jī)電液設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社；11 機(jī)械工程圖學(xué) 科學(xué)技術(shù)出版社 侯洪生主編；12 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 吉林科學(xué)技術(shù)出版社 寇尊權(quán)主編 1999年出版；13 機(jī)械設(shè)計(jì) 吉林科學(xué)技術(shù)出版社 譚慶昌 趙洪志 曾平主編 1999年；14 機(jī)械手理論及其應(yīng)用 中國(guó)鐵道出版社 陸象生 楊秀蓮 編；15 機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 吉林大學(xué) 高春甫 等主編；16 機(jī)電一體化設(shè)計(jì) 科學(xué)技術(shù)出版社 朱喜林 張代治主編；17 單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社 付家才 主編；附件：軸的設(shè)計(jì)校核include include include include define DB +8define Efloat L1,L2,L3,L4,h1,h2,h3,h4。float P,M1,M2。void JSDT22()。void JSDT34()。verify1()。verify5()。printf(please input L1=)。scanf(%f,amp。L3)。printf(please input h1=)。scanf(%f,amp。h3)。printf(please input P=)。scanf(%f,amp。M2)。HIz=((L2*L2*L2*h2)(L1*L1*L1*h1))/12。HIy=(h2*h2*h2*L2h1*h1*h1*L1)/12。BH1=(h2h1)/2。printf(BH2=%e,BH2)。printf(\n)。HIt=(4*AH*AH*BH1)/(2*(h1+L1+BH1+BH1))。printf(LIz=%e,LIz)。printf(LIx=%e,LIx)。printf(LIt=%e,LIt)。printf(dt11=%e,dt11)。dt21=dt12。printf(\n)。JSDT2p()。printf(dt33=%e,dt33)。printf(\n)。JSDT44()。printf(dt3p=%e,dt3p)。printf(\n)。pute1(dt11,dt12,ddt1p,dt21,dt22,ddt2p)。printf(\n)。pute2(dt33,dt34,ddt3p,dt43,dt44,ddt4p)。printf(\n)。MY4=14182。printf(follow is the results of the check:\n)。verify3()。printf(*******************************************************\n)。printf(SPWY=%e,SPWY)。{dt12=(G*LIt)。}void JSDT1p(){dt33=(E*LIz)。}void JSDT44()dercheck=(MZ123)/HWz+(MY123)/HWy。}else {printf(point1 is not safe!\n)。derder=(MZ123)/(HWz)。else {printf(point2 is not safe!\n)。derder=(MY123)/(HWy)。else {printf(point3 is not safe!\n)。dercheck=sqrt(derder*derder+4*(dertao*dertao))。}else {printf(point5 is not safe!\n)。dercheck=sqrt(derder*derder+4*(dertao*dertao))